还原挥发氧化锌烟尘中有价金属分离工艺研究

针对含多种有价金属的还原挥发氧化锌烟尘,提出一条全湿法分离烟尘中有价金属的工艺路线。首先采用加双氧水氧化稀硫酸浸出,经过滤和洗涤,分别获得含硫酸锌、硫酸铟浸出液和含铅、铋浸出渣,实现锌、铟与铅、铋分离;对含硫酸锌和硫酸铟浸出液采用P204萃取,实现锌与铟的分离;对含铅、铋浸出渣采用碳酸氢铵转化生成碳酸铅,加硝酸溶解,实现铅与铋的分离。该工艺不仅可有效分离烟尘中的有价金属,而且获得的硫酸锌、硫酸铟、硝酸铅、富铋渣可用于生产其他化工产品,为氧化锌烟尘高效综合利用提供了一条新的途径。     

真空碳热还原氧化锌矿动力学

在真空条件下,对煤还原氧化锌矿的动力学进行了研究. 实验结果显示,增大C/Zn总摩尔比或提高反应温度,锌还原率增大;增大氧化锌矿的粒度或升高系统压强,锌还原率降低;在1073~1223 K范围内,碳气化和界面反应对氧化锌还原影响较小,Zn蒸汽和CO气体的扩散对氧化锌还原影响大,其活化能为177.72~191.31 kJ/mol,为整个还原过程的控制步骤.     

高炉烟尘真空还原过程中铅锌钾氯的挥发特性

炼铁过程中会产出大量富集铅、锌、氯、钾等元素的烟尘,这些元素的存在对烟尘中铁的循环利用有不利影响,对其分离是实现高炉烟尘高效循环利用的首要条件。本工作对高炉烟尘进行了TG-DSC综合热分析,对铅、锌、氯、钾元素的水溶特性及其在真空还原过程中的挥发特性以及还原渣中铁的物相进行了研究。结果表明,烟尘在744及963℃有明显的吸热峰,说明在此温度下有较强烈的反应发生。根据烟尘中铅、锌、氯、钾的水溶特性,定性判断四种元素在烟尘中的主要存在形式为ZnCl2, KCl, ZnO, ZnFe2O4, PbO。真空还原可有效提取高炉烟尘中的铅、锌、钾、氯等元素,在炉内压力10 Pa、1100℃保温30 min条件下,烟尘中的铅、锌、钾、氯的挥发率分别为99.90%, 99.76%, 98.31%, 99.70%;烟尘中氯的存在形式主要为ZnCl2和KCl,氯在400~600℃时主要以ZnCl2形式挥发,600℃以上以KCl形式挥发;烟尘中锌除了以ZnCl2挥发以外,在高温阶段为ZnO和ZnO?Fe2O3被还原为金属锌而挥发;钾的挥发以KCl为主,铅的挥发是PbO被烟尘中的碳还原为金属铅蒸气而挥发。高炉烟尘中铁主要为Fe2O3,通过真空还原在895℃保温30 min,Fe2O3被还原为Fe3O4, FeO和Fe,在1075℃保温30 min时Fe2O3基本转变为结晶度较好的Fe。     

含铟氧化锌烟尘加压硫酸浸出工艺优化

对含铟氧化锌烟尘加压浸出进行正交实验及单因素实验,考察各因素对浸出的影响. 结果表明,各因素对铟浸出率的影响显著程度为初始硫酸浓度>液固比>压力>温度>时间,对锌浸出率为初始硫酸浓度>液固比>温度>时间>压力. 优化工艺条件为温度140℃,釜内压力0.6 MPa,时间90 min,液固比8 mL/g,初始硫酸浓度160 g/L,搅拌速率500 r/min. 该条件下锌和铟浸出率分别达99%和91%以上,锌与铟可同时高效浸出,浸出液残酸低,工艺稳定性好     

含锌废水中回收制备氧化锌工艺的研究

以某电镀厂工业废水中回收制备氧化锌为例,探讨了pH、高锰酸钾加入时间、陈化时间、碳酸钠加入量、煅烧温度对氧化锌产品质量的影响。实验结果表明,pH为5.4,原料液加热到80℃时加入高锰酸钾,陈化4 h,100 mL原料液加入2.5 g碳酸钠,在800℃下煅烧,可以得到白色氧化锌产品,纯度可达99.89%。     

回收锌制备氧化锌粉体的新工艺

回收含锌催化剂废料中的锌来制备氧化锌粉体。先用氯化铵浸取含锌催化剂,经过滤得到氯化锌溶液;滤液中加入碳酸氢铵反应得到白色沉淀,经过滤煅烧滤饼得到氧化锌粉体。单因素实验确定了制备氧化锌粉体的适宜工艺条件:浸出反应温度60℃,反应时间2 h,原料配比n(Zn2+)∶n(NH4+)=1∶2.2。滤液中加入的碳酸氢铵配料比n(Zn2+)∶n(NH4HCO3)=1∶2.3,反应时间1 h,抽滤得中间产物。中间产物煅烧温度为300℃,煅烧时间1 h。样品进行XRD表征,杂质峰比较少,与标准卡片参数基本一致,晶体结构较好。     

烟尘中微细粒氧化铅回收研究现状及进展

世界各国每年产生的含铅冶炼烟尘数量巨大,这类粉尘已经被确定为有毒固体废料,不能返回原工艺处理,对其回收工艺的研究已成为冶金热点之一。本文简述了烟尘中铅的主要存在形式及特点,指出烟尘中的铅粒度细,组成复杂,与天然铅矿物差别较大,回收困难;综述了含铅烟尘资源化利用研究进展,根据处理手段的不同,可将各工艺方法分为火法流程、湿法流程、火法-湿法联合流程三大类,列举了一些从具体含铅烟尘中回收铅的研究和工业应用实例,总结分析了不同工艺方法回收铅的优点及不足,由于铅烟尘中杂质元素复杂多样、各组分数量及性质不稳定,目前仍然很少有成熟的处理工艺,没有大规模化处理回收烟尘中铅的能力;根据含铅烟尘综合利用现状提出发展方向,展望含铅烟尘回收利用的发展趋势,未来发展中应以高效、环保、低成本处理铅烟尘为主导,开发新工艺或联合多种方法来改进、完善烟尘的综合利用工艺。     

粘土还原氮化合成O'-Sialon基复合材料

采用高峰土碳热还原氮化合成O’-Sialon基复合材料。结果表明,在一定实验条件下,当烧结温度较低时(1400 ℃),碳热还原的最终产物为O’-Sialon、Si3N4;烧结温度较高时(1500℃),最终产物为O’-Sialon、SiC;温度处于两者之间时(1450℃),O’-Sialon、Si     

熔融还原煤气在碳基填充床内富氢改质的数值模拟

考虑到二步法熔融还原炼铁工艺中富氢预还原的可行性,模拟了在某一假想碳基填充床内待改质气体参数和碳基填充床高度对改质过程的影响.模拟结果表明,在碳基填充床内进行煤气富氢改质是可行的;相同的气体温度和气体流量下,碳消耗量随着碳基填充床的高度增加而先增加后减小,在碳基填充床高约2 m时出现拐点,水蒸汽消耗量随着碳基填充床高度的增加而减小;待改质气体通过碳基填充床后,CO的体积分数随着碳基填充床高度增加而增加,H2的体积分数随着碳基填充床高度的增加先增加后减小,在碳基填充床高约3 m时出现拐点.     

碳热还原氮化法制备碳氮化钛粉末

以物质的量比为1∶2.5的TiO_2粉和活性炭粉为原料,于N2气氛下采用碳热还原氮化法在不同的合成温度(分别为1500℃、1600℃、1650℃、1700℃、1750℃,N2压力固定为0.1MPa)和N2压力(分别为0.05MPa、0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa,温度1700℃)下保温3h合成了碳氮化钛粉末。研究结果表明提高合成温度和降低N2压力有利于合成碳含量高的碳氮化钛粉末;在N2压力为0.1MPa的条件下,于1700℃保温3h热处理后,可以获得平均粒径为2μm的碳氮化钛粉末。     

Nucleation effects on structural and optical properties of electrodeposited zinc oxide on tin oxide

Zinc oxide was electrodeposited from oxygenated aqueous solutions of zinc chloride at 80 C on tin oxide covered glass substrates. A new activation treatment for the substrate is established. This consists in the initial formation, in the deposition solution, of a thin metallic zinc layer (5–50 nm) converted to ZnO by in situ reoxidation. Variable densities of nucleation centers (with values approaching 10¹⁰ cm^–2) are formed by this treatment. This allows control of the formation of a zinc oxide layer ranging from open deposits of isolated crystallites to compact and homogeneous layers. Compact layers have high specular transmission below the band gap value (3.5 eV), whereas open films exhibit extensive light scattering. The shapes of the current–time curves during deposition are discussed in terms of nucleation and structural effects. A possible influence of the semiconducting properties of the films is pointed out.     

锌灰制备碱式碳酸锌和超细氧化锌及表征

室温下采用氨浸出锌灰制得碱式碳酸锌,再经煅烧制得超细氧化锌。研究了在合成碱式碳酸锌过程中表面活性剂对碱式碳酸锌和氧化锌颗粒尺寸与形貌的影响。结果表明,聚乙二醇（PEG20000）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP-K30）这两种表面活性剂对颗粒的分散效果最好,制得的碱式碳酸锌颗粒为无定形片状且分散均匀,平均粒径为1 μm,煅烧后的氧化锌颗粒为六方晶系纤锌矿结构,粒径约为0.7 μm。添加PVP-K30比添加PEG20000的碱式碳酸锌热分解温度高。添加PEG和PVP的碱式碳酸锌反应活化能分别为139.9 kJ/mol和146.8 kJ/mol。     

Kinetics of the carbothermic reduction of zinc sulfide in the presence of calcium oxide

The kinetics of the carbothermic reduction of zinc sulfide in the presence of calcium oxide has been investigated by atomic absorption spectroscopy (AAS) and thermogravimetric analysis system (TGA). Experimental results indicated that the rate of zinc yield could be increased by increasing the argon flow rate, the reaction temperature, the initial molar ratio of C/ZnS, or the initial molar ratio of CaO/ZnS. Furthermore, the rate was also found to increase with decrease in the sample height, the size of carbon aggregate or the initial bulk density. Based on these experimental data, an empirical rate equation of zinc yield has been formulated.     

Synthesis of fine boron nitride powders by combining direct boron nitridation with carbothermic boron oxide reduction

Fine boron nitride powders were synthesized by combining direct nitridation of boron with carbothermic reduction of boron oxide. It has been established that the heat released in direct nitridation of boron can be utilized to carry out carbothermic reduction of boron oxide in a mode of self-sustained combustion. Intermediate gaseous products were found to play a key role the SHS reactions under study. The article is published in the original.     

负载型纳米氧化锌在橡胶中的应用研究

氧化锌作为一种良好的硫化活性剂,在橡胶生产中已被广泛使用,但锌基材料对人体健康和生态环境存在不良影响,因此如何在橡胶配方中减少锌的含量已经成为目前橡胶行业重要的研究课题。纳米氧化锌因为具有纳米粒子特有的优势,因此在使用中可以达到锌减量的目的,但纳米粒子容易团聚,限制了纳米效应的发挥;广东韶关凯鸿纳米材料有限公司开发了一种负载型的纳米氧化锌,将纳米氧化锌粒子包覆在载体上的新型制品,提高反应活性,减少团聚,可以使纳米氧化锌充分发挥纳米粒子的优势,同时有效的减少锌在橡胶制品中的残余量。本工作分别采用普通氧化锌、纳米氧化锌、负载型纳米氧化锌(C型、A型、S型)作为活化剂,其中负载型纳米氧化锌依据载体不同进行分类,C型的载体为碳酸钙,A型的载体为氧化铝,S型载体为二氧化硅。通过各项性能测试实验,重点研究负载型纳米氧化锌对橡胶综合性能的影响。实验结果表明,相对于普通氧化锌,负载型纳米氧化锌作为活化剂,可以在锌的使用量明显下降的情况下,制备出达到甚至优于普通氧化锌制品性能的橡胶复合材料。其中,3份用量的A型负载型纳米氧化锌的活化作用最优。     

Synthesis and characterization of single-crystalline zinc tin oxide nanowires

Crystalline zinc tin oxide (ZTO; zinc oxide with heavy tin doping of 33 at.%) nanowires were first synthesized using the electrodeposition and heat treatment method based on an anodic aluminum oxide (AAO) membrane, which has an average diameter of about 60 nm. According to the field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) results, the synthesized ZTO nanowires are highly ordered and have high wire packing densities. The length of ZTO nanowires is about 4 μm, and the aspect ratio is around 67. ZTO nanowires with a Zn/(Zn + Sn) atomic ratio of 0.67 (approximately 2/3) were observed from an energy dispersive spectrometer (EDS). X-ray diffraction (XRD) and corresponding selected area electron diffraction (SAED) patterns demonstrated that the ZTO nanowire is hexagonal single-crystalline. The study of ultraviolet/visible/near-infrared (UV/Vis/NIR) absorption showed that the ZTO nanowire is a wide-band semiconductor with a band gap energy of 3.7 eV.     

动力波ZnO脱硫技术在铅锌冶炼尾气脱硫中的应用

介绍了动力波氧化锌脱硫技术在铅锌冶炼行业制酸尾气脱硫中的应用情况.该脱硫装置采用铅冶炼烟化炉产生的氧化锌浆液作为脱硫剂,使排放气体SO2质量浓度从2 g/m^3降至200 mg/m^3以内,确保制酸尾气达标排放.脱硫产生的硫酸锌用作炼锌原料不产生二次污染.针对运行中存在的问题,技术人员通过不断技术改造,优化工艺参数,基本予以解决,确保了装置平稳运行.     

FAAS连续测定高炉炉料中氧化钾、氧化钠和锌

分别选用氧化钾、氧化钠、锌的次灵敏线769.9、330.3和307.6 nm,以空气-乙炔火焰原子吸收光谱法对高炉炼铁炉料用含铁尘泥中高含量的氧化钾、氧化钠、锌的测定进行了研究,通过实验得到仪器最佳工作条件,从而建立了火焰原子吸收光谱法测定高炉炼铁炉料用含铁尘泥中高含量的氧化钾、氧化钠、锌的分析方法。本方法准确、简便、快速。用该法对已知结果结晶器保护渣、除尘灰、消泡剂等试样进行了测定,测定结果与ICP-AES法测定结果相符。